地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工過程中的監(jiān)測技術(shù)分析

李忠誠

（浙江華東測繪與工程安全技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

在現(xiàn)代地鐵工程施工建設(shè)過程中，盾構(gòu)施工是地鐵區(qū)間隧道施工中常用的技術(shù)手段，在我國，由于地鐵的整個建設(shè)過程都在地下實施，所以在施工過程中不但要保證地面安全，還要保證施工質(zhì)量，現(xiàn)在我們結(jié)合實際情況，詳細(xì)分析了現(xiàn)代地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工過程中監(jiān)測技術(shù)的作用，根據(jù)監(jiān)測技術(shù)對地鐵整體質(zhì)量的影響，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上降低地鐵在施工過程中對周圍土體和建筑物的影響，全面提升地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工過程中監(jiān)測技術(shù)使用方法，對其進(jìn)行科學(xué)的創(chuàng)新與改善，做好盾構(gòu)施工過程中監(jiān)測地面沉降的工作，合理利用監(jiān)測技術(shù)，保障人員生命安全。

1 地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工過程中監(jiān)測技術(shù)的作用

1.1 監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀

在城市化的建設(shè)過程中，為了合理利用土地資源，我們除了發(fā)展海上運輸、空中運輸、地上運輸之外，地下運輸也在不斷地建設(shè)當(dāng)中，在現(xiàn)代城市發(fā)展中，地下運輸一直被作為市內(nèi)交通運輸主線，它在一方面能夠提高地下空間的利用率，另一方面有利于地面環(huán)境的保護(hù)。在地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工過程中，地鐵線路的布防關(guān)乎著地面建筑物的安全，我們在施工過程中要不斷加強監(jiān)測技術(shù)，地下隧道施工使用盾構(gòu)機，可適用于不同地質(zhì)環(huán)境中的建設(shè)，在整個施工過程中不但能夠一次性成洞，還能夠降低施工成本，避免外界環(huán)境的影響。

監(jiān)測技術(shù)的合理利用可以有效控制地面沉降，減少對地面線路的破壞，保證地面建筑物不受影響，在地鐵建設(shè)過程中，隧道盾構(gòu)法一直被廣泛地應(yīng)用，特別是近幾年，地鐵運行里程隨著城市建設(shè)不斷增加，地鐵區(qū)間的建設(shè)易受地質(zhì)條件影響，地鐵施工過程隨著地質(zhì)條件的不同而導(dǎo)致施工工作愈加復(fù)雜，同時要求施工監(jiān)測技術(shù)不斷進(jìn)行優(yōu)化，確保施工過程中人員生命安全，使監(jiān)測技術(shù)能夠高效率、高精度地進(jìn)行工作，為技術(shù)人員提供準(zhǔn)確的監(jiān)測預(yù)警信息，及時解決問題，促使地鐵施工建設(shè)安全如期完成。

1.2 監(jiān)測技術(shù)的作用

隨著我國城市地鐵建設(shè)事業(yè)的不斷拓展，地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工過程中的監(jiān)測技術(shù)也在不停地改善，它的創(chuàng)新研究始終隨著科學(xué)技術(shù)的變化而變化，目的就是為了更好地配合施工環(huán)境的需求，使施工過程更加安全可靠，由此可見，監(jiān)測技術(shù)在施工過程中的重要性。

在我國，地鐵工程數(shù)據(jù)采集方式有現(xiàn)場采集、儀器采集，其中現(xiàn)場采集主要由地鐵工作人員通過監(jiān)測儀器對施工中的隧道進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，然后由監(jiān)測人員將監(jiān)測信息進(jìn)行科學(xué)的處理，使監(jiān)測信息能夠及時反饋，保證工程安全正常運行。由于地鐵建設(shè)是在地下開展工作，所以在監(jiān)測過程中，面對一些復(fù)雜的地質(zhì)情況，我們要根據(jù)地下水、地下建筑物和管線的位置，設(shè)計合理的施工方法，降低工作的難度，首先最重要的就是不同地層與管片的變形和應(yīng)力監(jiān)測，監(jiān)測員要熟悉且了解不同地層與管片的變形特征和受力狀態(tài)，從而根據(jù)實際情況判斷地層的穩(wěn)定性，特別是在建筑物、河流、管網(wǎng)集中在一起的區(qū)間，做好提前預(yù)防風(fēng)險的工作，降低風(fēng)險等級，保護(hù)好建筑物、河流、管網(wǎng)，使地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工過程在安全環(huán)境下進(jìn)行[1]。

監(jiān)測技術(shù)在地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工過程中的合理應(yīng)用，不但能夠幫助地鐵建設(shè)單位建立完善的監(jiān)測預(yù)警體系，還能夠促進(jìn)地鐵監(jiān)測技術(shù)使用功能的優(yōu)化，讓監(jiān)測技術(shù)實現(xiàn)智能化、科學(xué)化管理，并且實現(xiàn)信息傳遞與計算的精確性，使各個工作環(huán)節(jié)都可以合理地連接起來，降低工作難度，提高工作質(zhì)量，避免風(fēng)險事故的發(fā)生。把地質(zhì)特性、地下水環(huán)境、施工策略及地面環(huán)境統(tǒng)一監(jiān)管起來，通過監(jiān)測技術(shù)收集相關(guān)數(shù)據(jù)，建設(shè)科學(xué)安全的隧道，使地鐵能夠高效、安全運轉(zhuǎn)起來，為城市建設(shè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。

2 地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工過程中監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

2.1 監(jiān)測地面及地面建筑物的沉降

在監(jiān)測地面及地面建筑物沉降的工作中，首先工作人員應(yīng)該布置好監(jiān)測點，確保監(jiān)測點的精確性，防患于未然。具體的方法就是根據(jù)工程設(shè)計圖、相關(guān)城市規(guī)劃和周邊環(huán)境情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，確定好監(jiān)測等級，監(jiān)測范圍，然后在圖紙上標(biāo)注好相關(guān)監(jiān)測點的埋設(shè)位置，使工程圖能夠有效地利用起來，在位置確定的過程中，還要結(jié)合施工現(xiàn)場環(huán)境特征，明確監(jiān)測點的位置，在施工過程中詳細(xì)記錄監(jiān)測地面及地面建筑物的沉降情況，保障地面和地下環(huán)境的安全，避免給人們帶來經(jīng)濟(jì)損失和生命危險，影響城市發(fā)展。

一般遇到建筑物沉降或者傾斜的狀況，問題通常出現(xiàn)在監(jiān)測工作方面，因為監(jiān)測工作都是專業(yè)的技術(shù)人員，不管是他們專業(yè)技術(shù)水平還是工作素質(zhì)都是高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的，所以，為了保證測量數(shù)據(jù)足夠標(biāo)準(zhǔn)，在監(jiān)測的過程中盡量避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)不符的情況，明確監(jiān)測點的位置，因為監(jiān)測點的布置如果出現(xiàn)誤差的話，會影響地鐵區(qū)間盾構(gòu)施質(zhì)量，導(dǎo)致施工周圍土質(zhì)松散、地基下沉、破壞地面建筑，所以在監(jiān)測點布置過程中監(jiān)測員一定要使用專業(yè)的監(jiān)測儀進(jìn)行工作，做好標(biāo)記工作，方便工程管理。

2.2 監(jiān)測隧道的收斂和沉降

地鐵在正常的建設(shè)的過程中對周圍土地會造成擠壓，影響地面建筑使用，在監(jiān)測隧道收斂時，要從隧道結(jié)構(gòu)上進(jìn)行，通常盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)都是由管片拼接而成，而拼接質(zhì)量在一定程度上影響隧道整體結(jié)構(gòu)的安全，因此我們需要對管片拼接完成后的沉降和收斂進(jìn)行反復(fù)監(jiān)測，保證管片拼接的完整性，以防影響隧道本身的沉降和水平位移，為了控制異常情況的發(fā)生，隧道的收斂監(jiān)測尤為重要[2]。所以關(guān)于管片拼接的工作技術(shù)一定要不斷地改善，提升管片拼接質(zhì)量，降低地鐵區(qū)間施工風(fēng)險。

地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工過程中之所以對隧道沉降進(jìn)行監(jiān)測，其主要目的是控制地層的穩(wěn)定性，以及管片拼接的合理性，防止管片出現(xiàn)位移狀況，影響工程進(jìn)度，給整個工程帶來不便，所以不管是隧道收斂點的確定還是隧道沉降監(jiān)測點的確定，都要處于中心位，這樣有利于監(jiān)測數(shù)據(jù)的直觀性和準(zhǔn)確性，便于工程師分析數(shù)據(jù)，從而改善監(jiān)測點的位置，保證隧道工程施工質(zhì)量。

2.3 監(jiān)測管網(wǎng)的沉降

地下管網(wǎng)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是城市整體正常運行的主要動力，其中包括地下電纜、地下排水、地下燃?xì)?、地下工業(yè)管道等等[3]。比如我們常見的地下電纜，它影響著人們?nèi)粘Ｉ畹男畔⒔涣?，是城市正常生產(chǎn)的源動力，一旦電纜受到施工影響，就會影響城市整體的正常運轉(zhuǎn)，給人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)活動帶來不便，所以，在地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工過程中，要通過監(jiān)測技術(shù)，把控地下管網(wǎng)的位移情況，盡量避免位移給地下管線帶來附加應(yīng)力，影響管線正常使用。

因此，在地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工前期，首先要做好地下管網(wǎng)排查工作，防止地下管道和管線遭到破壞，布置好管網(wǎng)監(jiān)測點，以助于監(jiān)測技術(shù)的正確應(yīng)用，合理采用監(jiān)測儀器，通過計算機信息技術(shù)詳細(xì)了解地下管網(wǎng)的狀態(tài)，然后制定科學(xué)的解決方案，給予管網(wǎng)采取正確的應(yīng)對措施，在管網(wǎng)沉降以及水平位移接受的范圍內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測工作。

3 地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工過程中的監(jiān)測技術(shù)優(yōu)化策略

3.1 加強監(jiān)測點的應(yīng)用

利用盾構(gòu)法進(jìn)行地鐵施工建設(shè)，首要的工作就是監(jiān)測點的布置位置和數(shù)據(jù)信息采集，只有這兩項工作保質(zhì)保量完成，工程建設(shè)才能夠有序的地展開，工作人員才能夠通過監(jiān)測詳細(xì)了解地質(zhì)環(huán)境、地層變化、盾構(gòu)施工工藝，確定工程監(jiān)測等級和監(jiān)測方法，根據(jù)監(jiān)測反饋結(jié)果分析監(jiān)測目標(biāo)的現(xiàn)狀，總結(jié)物體位移情況和應(yīng)力變化規(guī)律，尋找關(guān)鍵點，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時性，從而制定合理的解決措施，保證工程的建設(shè)安全[4]。

在地面沉降監(jiān)測點的布置過程中，除了中心位置之外，地面的兩側(cè)也應(yīng)布置監(jiān)測點，這樣就可以有效的地防止監(jiān)測點位置出現(xiàn)誤差現(xiàn)象，避免影響監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的采集，從而確定監(jiān)測點的具體位置，而在隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測過程中，監(jiān)測點在位移與應(yīng)力最大的位置，也就是拱底和拱頂中心，能夠及時反映施工過程中的安全狀態(tài)，所以說，地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工過程中的監(jiān)測技術(shù)不僅能起到信息監(jiān)測作用，更重要的是能夠在危險來臨之前起到預(yù)警作用，提醒施工人員做好安全防范，并且給予足夠的響應(yīng)時間，在最短時間內(nèi)明確風(fēng)險監(jiān)測點，及時處理。

3.2 優(yōu)化監(jiān)測技術(shù)

地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工過程中的監(jiān)測技術(shù)可以分為人工監(jiān)測、自動化監(jiān)測和人工巡查，其中人工巡查包括地面巡查和地下巡查，而地下巡查又分為洞內(nèi)巡查和洞外巡查，一般是由經(jīng)驗豐富的地質(zhì)工程師和結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行實地考察，了解地鐵周圍環(huán)境，防止周圍自然環(huán)境對地鐵施工建設(shè)造成不良影響，給地鐵建設(shè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。而自動化監(jiān)測就比較科學(xué)，它是利用先進(jìn)的自動化監(jiān)測儀器對地表及隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行實時的數(shù)據(jù)采集，以便地鐵施工過程中及時掌握高危險因素的變化，避免相關(guān)危險的發(fā)生。

為了更好地提高地鐵施工安全系數(shù)，我們不但要引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，還要培養(yǎng)高質(zhì)量的專業(yè)人才，幫助我國地鐵行業(yè)健康快速發(fā)展，不管是監(jiān)測儀器的創(chuàng)新研究，還是監(jiān)測技術(shù)的更新，都需要我們一次次打破固有的思維，把自己的創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)用到試驗過程中，反復(fù)分析試驗數(shù)據(jù)，確定創(chuàng)新研究技術(shù)的可行性，進(jìn)一步提高監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，提升監(jiān)測儀器的工作效率，使人工與機器能夠有效的地結(jié)合起來，打造高品質(zhì)的地鐵監(jiān)測技術(shù)。

4 結(jié)語

地鐵區(qū)間盾構(gòu)施工過程中的監(jiān)測技術(shù)是目前我國地鐵行業(yè)施工過程中保證施工安全和施工質(zhì)量的可靠途徑之一。在地鐵建設(shè)過程中，關(guān)于地面及地面建筑物的沉降問題和位移問題、關(guān)于地鐵隧道的收斂和沉降監(jiān)測問題、關(guān)于地下管網(wǎng)沉降監(jiān)測問題，我們都需要根據(jù)地鐵施工的實際情況，對監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，不僅僅是監(jiān)測儀器的更新，監(jiān)測工作人員的專業(yè)技術(shù)水平也要不斷地提升，只有這樣才能夠提高監(jiān)測技術(shù)的作用，可以有效的預(yù)測變形問題，保護(hù)地鐵周圍地層、管線和建筑物穩(wěn)定，使地面環(huán)境在地鐵正常施工的情況下不受影響。